山區(qū)高速公路橋梁樁基施工中鉆孔與挖孔的利弊研究

張志強(qiáng) 宋慶凱

摘 要：隨著我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)快速推進(jìn)，我國(guó)絕大部分山區(qū)都通上了公路，全國(guó)交通大動(dòng)脈建設(shè)成績(jī)喜人。公路橋梁的建設(shè)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力保障，方便了群眾出行。由于山區(qū)特殊的地理環(huán)境，給公路橋梁的樁基施工帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。鉆孔與挖孔是樁基施工的主要方式，各具優(yōu)缺點(diǎn)。鉆孔是較為安全的施工方式，但若地形限制則鉆孔技術(shù)無(wú)法開(kāi)展；挖孔依靠人力方式進(jìn)行，可適應(yīng)多變的山區(qū)地形環(huán)境，但安全問(wèn)題較為顯眼。

關(guān)鍵詞：山區(qū)公路橋梁；樁基施工；鉆孔與挖孔

1 山區(qū)高速公路橋梁鉆孔施工樁基施工研究

機(jī)械鉆孔施工可減少人力的使用，解放了勞動(dòng)者的雙手，各種土層皆可使用鉆孔施工作業(yè)。山區(qū)地質(zhì)復(fù)雜，多為巖石性土層，靠人力挖孔需要爆破作業(yè)，無(wú)形增加危險(xiǎn)系數(shù)。因此，采取鉆機(jī)作業(yè)法較為方便。但這要在水源充足與地形平坦的條件方可使用，以便利于鉆機(jī)的運(yùn)入與場(chǎng)地安裝。這就為施工方帶來(lái)了難題，但是，因?yàn)殂@孔作業(yè)有其優(yōu)越性，也應(yīng)該作討論，以便做好相應(yīng)的質(zhì)量控制。

長(zhǎng)為686.9m的公路橋梁，擁有21跨，24.6m的橋?qū)?，上下兩座橋梁?dú)立設(shè)計(jì)，24x30m為上部結(jié)構(gòu)的混凝土預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁，樁柱式為下部橋墩結(jié)構(gòu)。以鉆孔灌注方式完成D2.0m的樁基，共有長(zhǎng)為38.5m的85根樁。地質(zhì)分析：約存在7m左右地下水埋深，土質(zhì)以頁(yè)巖、亞粘土、卵石-圓礫、耕土、粘土巖層混合組成，可見(jiàn)地質(zhì)復(fù)雜，無(wú)形加大了施工難度。

1.1 測(cè)量樁位

樁位測(cè)量應(yīng)該場(chǎng)地平整后進(jìn)行，對(duì)各樁位的圓點(diǎn)以方木樁做好標(biāo)示與標(biāo)高工作并掩埋護(hù)樁。在離樁位圓心50cm外應(yīng)分布3個(gè)均勻布置的護(hù)樁，地平線與樁頂相互平行，以砂漿將其固牢，標(biāo)記要明顯，鋼護(hù)筒測(cè)位架適用于定位深水樁基。

1.2 施工準(zhǔn)備階段

1.2.1 準(zhǔn)備場(chǎng)地。以高于高水位的0.6m-1.0m為布置場(chǎng)地的海拔高度。首先要平整土地，做好雜物清理，確保供水與順排。若是旱地，則以軟土夯實(shí)。要保證地基堅(jiān)實(shí)以承受鉆機(jī)的震動(dòng)，對(duì)沉陷不均勻機(jī)座做好清理。若遇斜坡，則以木架或木垛進(jìn)行工作平臺(tái)搭建。若遇流速較小的淺水，可使河道改道或截流，以旱地鉆取代水中鉆。若遇較厚淤泥層或深水區(qū)時(shí)，應(yīng)建設(shè)具有穩(wěn)定性且剛度強(qiáng)的工作平臺(tái)，同時(shí)結(jié)合雨季水位情況做好鉆機(jī)的進(jìn)入與撤出準(zhǔn)備。

1.2.2 護(hù)筒埋設(shè)。卷制13mm厚的鋼板為主墩的水上護(hù)筒，以13mm厚鋼板加固底部與頂部，卷制15mm厚鋼板為2.5m的直徑護(hù)筒，另外卷制鋼板后11mm。鉆頭直徑要比護(hù)筒內(nèi)徑小21-40cm，土質(zhì)決定護(hù)筒高，但應(yīng)滿足>2m要求。地面矮于護(hù)筒頂32cm，比地下水位、施工水位高1.6-2.1m。用黏土夯實(shí)以旱墩為圓心的50cm半徑內(nèi)的護(hù)筒，對(duì)筒底與水頭固牢。樁位圓心與埋設(shè)護(hù)筒中心差要小于50mm，做好護(hù)筒間質(zhì)量控制，以2.1-4.0m為護(hù)筒埋深，大于1.0-1.5m的沖刷線是水上主墩護(hù)筒埋設(shè)條件。

1.2.3 泥漿鉆孔。開(kāi)鉆前做好膨潤(rùn)土或造漿黏土的選擇，合理配置選料，1.0-1.3為泥漿比重，16Pa.s-21Pa.s為泥漿粘度，<2%的含砂率。布置好泥漿循環(huán)工作，對(duì)沉淀池、儲(chǔ)漿池、制漿池等做好設(shè)置，保證鏈接循環(huán)槽。設(shè)置儲(chǔ)漿池做好泥漿的廢棄處理工作。

1.2.4 鉆架安設(shè)。鉆架即工作架，要確保所按鉆架剛度較強(qiáng)、穩(wěn)定性好，可承受鉆機(jī)等輔助設(shè)施的震動(dòng)壓力，搖晃、移動(dòng)能有效避免。某些鉆機(jī)是自身配備了鉆架，鉆孔圓心為鉆架安設(shè)中心。

1.2.5 挖孔樁。對(duì)場(chǎng)地浮土、危石做好清理并平整，加設(shè)保護(hù)設(shè)施應(yīng)對(duì)坡面的坍塌，松軟土層給予鏟除并夯實(shí)。做好積水排解。做好掉碴工作，設(shè)計(jì)出渣通道，科學(xué)堆放機(jī)具與材料，減少或避免對(duì)孔壁施加壓力，保證施工順利。

可見(jiàn)， 鉆孔作業(yè)具有前期準(zhǔn)備步驟復(fù)雜，對(duì)環(huán)境要求高，機(jī)械設(shè)備需維修等特點(diǎn)。

2 鉆孔與挖孔施工應(yīng)注意的事項(xiàng)

山區(qū)高速公路橋梁的樁基作業(yè)無(wú)論采取何種方式，二者優(yōu)越性如何體現(xiàn)，都應(yīng)在安全的基礎(chǔ)上完成，做好預(yù)防工作，確保安全施工。

2.1 鉆孔施工注意要點(diǎn)

山區(qū)地形狹窄，坡度大，降雨量大，很難取得立竿見(jiàn)影的功效。

2.1.1 應(yīng)對(duì)提前做好施工準(zhǔn)備工作，以應(yīng)對(duì)山區(qū)樁基施工出現(xiàn)的多發(fā)情況，并克服機(jī)械利用率低的現(xiàn)狀。

2.1.2 若山區(qū)雨水多發(fā)，則要做好鉆機(jī)、鉆洞的防雨工作。吊裝繩索與構(gòu)件表面在下雨天被淋濕后會(huì)出現(xiàn)摩擦系數(shù)急劇下降的情況。在雨后作業(yè)時(shí)要加派專(zhuān)業(yè)人員監(jiān)督，施工人員不能穿硬質(zhì)性鞋或拖鞋，防止滑倒。時(shí)刻關(guān)注天氣變化，抓住有利時(shí)機(jī)作業(yè)；做好材料提前安排，使下雨天氣依然可施工，保證工期進(jìn)度。

2.1.3 若出現(xiàn)山體滑坡等施工道阻塞，可采取馬運(yùn)、人搬方式運(yùn)輸施工材料，以解決機(jī)械過(guò)度閑置問(wèn)題。

2.2 人工挖孔注意要點(diǎn)

2.2.1 井下作業(yè)是樁基挖孔法的主要安全威脅。要嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)范，保持精神高度集中，對(duì)隱患仔細(xì)查找并排除，讓井下作業(yè)人員放心。比如安全帽的佩戴、系好保險(xiǎn)繩，做好掩體搭設(shè)，要時(shí)常檢查吊鉤、吊桶、卷?yè)P(yáng)機(jī)等設(shè)備。以5-6為鋼絲繩的系數(shù)安全值，有斷絲情況則馬上替換。做好井口維護(hù)，取>25-30cm高為宜，以免井內(nèi)人員受石頭、土、鋼筋等的砸傷，也可防止地表水引流。暫停挖孔作業(yè)后要將孔口蓋上，避免人員墜落與混凝土干燥過(guò)度。

2.2.2 爆破挖孔施工中遇堅(jiān)硬巖石時(shí)，做好藥量控制且以淺眼法爆破，同時(shí)為防止孔壁被震塌應(yīng)做好支護(hù)工作。爆破結(jié)束后應(yīng)待井內(nèi)的有毒化學(xué)氣體散盡后方可允許人員下井操作。

2.2.3 孔底淤泥、殘碴在標(biāo)高滿足后要及時(shí)清除，以外露原狀土、孔底平坦為標(biāo)準(zhǔn)。在斜巖層鋪設(shè)樁，則要鑿為臺(tái)階合或水平形態(tài)。

2.2.4 在挖孔施工進(jìn)行時(shí)，若發(fā)覺(jué)鉆探數(shù)據(jù)與挖掘時(shí)水文、地質(zhì)資料出入太大，對(duì)人員安全構(gòu)成威脅，那么應(yīng)以鉆孔法完成余下工作，確保安全。

2.2.5 在基樁混凝土灌注之前或挖孔時(shí)發(fā)現(xiàn)孔底出現(xiàn)大范圍積水，以泵抽??；若少量積水，則以吊桶提水作業(yè)。如果地下水位出現(xiàn)過(guò)快上升速度，不能滿足空氣混凝土灌注實(shí)施方案，則及時(shí)修改方案，以水下灌注方式進(jìn)行。

2.2.6 較大裂縫、孔洞在挖孔時(shí)出現(xiàn)，施工單位要與監(jiān)理相互協(xié)商提出解決方案，分析緣由，切合實(shí)際，以片石混凝土、較大流動(dòng)性混凝土或片石漿砌的方式堵住裂縫。

2.2.7 若孔壁存在滲水或土質(zhì)疏松情況，塌孔、滑塌、掉塊現(xiàn)象較易發(fā)生，要及時(shí)支護(hù)孔壁，最好采用現(xiàn)澆混凝土方式支護(hù)。護(hù)壁形式采用“錐形”，方便振搗、澆筑混凝土，同時(shí)可增加自身摩擦力。在這里樁身包括護(hù)壁混凝土，要求標(biāo)號(hào)高。